Що таке важіль сили?
Важіль сили грає важливу роль при визначенні величини моменту сили. Щоб зрозуміти, про що йде мова, розглянемо наступний малюнок.
Тут показаний певний стрижень довжиною L, який закріплений в точці обертання одним зі своїх кінців. На інший кінець діє сила F, спрямована під гострим кутом φ. Відповідно до визначення моменту сили, можна записати:
M = F*L*sin(180 o-φ).
Кут (180 o-φ) з’явився тому, що вектор L спрямований від закріпленого кінця до вільного. Враховуючи періодичність тригонометричної функції синуса, це рівність можна переписати в такому вигляді:
M = F*L*sin(φ).
Тепер звернемо увагу на прямокутний трикутник, побудований на сторонах L, d і F. За визначенням функції синуса, твір гіпотенузи L на синус кута φ дає значення катета d. Тоді приходимо до рівності:
M = F*d.
Лінійна величина d називається важелем сили. Він дорівнює відстані від вектора сили F до осі обертання. Як видно з формули, поняттям важеля сили зручно користуватися при обчисленні моменту M. Отримана формула говорить про те, що максимальний обертаючий момент для деякої сили F буде виникати тільки тоді, коли довжина радіус-вектора r (L на малюнку вище) буде дорівнює важелю сили, тобто r і F будуть взаємно перпендикулярні.
